[发明专利]一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金热变形及稳定化退火工艺及材料

说明书

一种Al‑Mg‑Mn‑Er‑Zr合金热变形及稳定化退火工艺及材料，属于金属材料技术领域。Mg，5.5％‑6.5％；Mn，0.7％‑1.1％；Er，0.02％‑0.3％；Zr，0.02％‑0.2％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2余量为Al；将铸锭在250℃‑300℃热变形后进行稳定化退火，退火温度为280～320℃。该工艺下制备的板材具有良好的拉伸性能，同时改善了合金的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及一种含Er，Zr微合金元素，Mg含量在5.5wt.％-6.5wt.％的高镁铝合金热变形及稳定化退火板材，属于金属材料技术领域。

背景技术

5xxx系铝合金具有较低的密度，良好的加工、焊接、力学以及耐腐蚀性能，尤其适用于一些处于腐蚀环境下使用的结构体。因而广泛应用于航空航天、航海、船舶等领域。而且传统的Al-Mg系合金属于热处理不可强化合金，主要通过固溶强化、加工硬化和微合金化的手段来提高该系合金的综合性能。

在5xxx系铝合金中添加微量稀土元素能够显著改善合金的微观组织结构，从而提升铝合金的强韧性、耐腐蚀和疲劳等综合性能。大量研究表明，微合金元素Er的添加不仅能够显著改善合金的综合性能，还能够降低合金的材料成本。

铝镁合金中当Mg元素含量高于3.5％时，过饱和的Mg原子会在基体中析出，容易在晶界处及第二相粒子周围形成连续的网状β相(Al₃Mg₂)，造成合金的耐腐蚀性能恶化。通过稳定化退火工艺，可以使材料内部形成较多的亚晶组织，从而获得屈服强度、延伸率和耐腐蚀性能良好的含Er高镁铝合金板材。因此，研究高镁铝合金热变形及稳定化退火板材对生产工艺具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于含Er，Zr微合金元素，Mg含量在5.5wt.％-6.5wt.％的高镁铝合金热变形及稳定化退火板材的制备工艺。由于微合金化形成的第二相粒子对位错、晶界和亚晶界具有钉扎作用，可以有效提高合金的再结晶温度，因此提高稳定化退火温度可以在缩短退火时间的同时获得力学和耐腐蚀性能良好的含Er高镁铝合金板材，为工业化生产提供了可靠的依据。

本发明提供一种适用于含Er、Zr微合金元素，Mg含量在5.5wt.％-6.5wt.％的高镁铝合金热变形及稳定化退火板材的制备工艺，包括以下步骤：

所要制备的合金成分为(质量百分比)：Mg，5.5％-6.5％；Mn，0.7％-1.1％；Er，0.02％-0.3％；Zr，0.02％-0.2％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2余量为Al；将铸锭在250℃-300℃热变形后进行稳定化退火，退火温度为280～320℃。

进一步优选在280～320℃保温1-2小时。

本发明的有益效果：

本发明对铸锭在250℃以上热变形后进行280～320℃稳定化退火，该工艺下制备的板材具有良好的拉伸性能，同时改善了合金的耐腐蚀性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1(即对比例)：

将Al-Mg-Mn-Er-Zr合金铸锭进行在250℃以上进行热变形。合金成分采用X射线荧光(XRF)进行分析，具体成分如表1所示。

表1实验合金实际成分(wt.％)

实施例2：